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专利号: 2023102545702
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,包括以下步骤:输入N个点的F维点云X;

构建局部动态图G =(V, ),其中,G代表利用knn算法为中心点 连接邻域点 构建的一个代表点云局部结构的有向图,V代表顶点, 代表边;

定义每个点 及它的K个近邻点 来构建局部有向图结构,该有向图每个节点会指向自身,因此将边缘特征定义为:;

用最大池化与平均池化相结合的操作将得到K个特征信息 整合为一个特征,作为点的新特征 ;

在构建局部图时,整个点云会变成一个个独立的分组,利用多层感知机直接对原始输入点云进行处理,用该操作提取出高维全局特征 ;

因此,GEConv模块的输出为 ;

且每一层特征提取模块的输入都是之前所有输出特征的拼接结果 ;

在提取特征的基础上,引入空间注意力模块;空间注意力模块将输入的特征(F)沿着通道方向分别进行最大池化及平均池化操作,将两项输出在通道维度上进行拼接,然后进行卷积操作,最后通过sigmoid函数得到与输入大小相通的空间注意力图( );

将所有位置的特征在通道维度上与输入特征进行元素乘法,从而有选择性地聚合上下文信息,得到新的特征 。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,所述F维点云X表示为:;

其中, 为点云1, 为点云n, 为点云本身以及其三维坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,所述局部图G =(V, )的构建基于每个点周围邻近的K个点。

4.根据权利要求1所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,所述K个近邻点 表示为:;

其中 表示欧几里得范数。

5.根据权利要求4所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,K个节点特征集合 表示为:;

所述点 的新特征 表示为:

;

其中,代表融合Relu操作, 代表最大池化操作, 代表平均池化操作, 代表提取到的特征。

6.根据权利要求1所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,所述高维全局特征 表示为:;

其中, 为输出特征, 为输入点云, 为多层感知机操作。

7.根据权利要求1所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,所述 表示为:;

其中, 为通过局部图得到的细节特征, 是通过多层感知机学习到的全局信息,是拼接操作。

8.根据权利要求1所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,所述拼接结果 为:;

其中, 表示l+1层网络之前的所有输出特征。

9.根据权利要求1所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,所述( )为:;

其中, 为特征层F的空间注意力权重; 和 是平均池化和最大池化操作的结果;是拼接操作; 是卷积操作;是sigmoid函数。

10.根据权利要求1所述的一种基于动态图卷积和空间注意力的点云语义分割网络,其特征在于,所述新的特征 为:;

其中, 是优化后的特征图,其输出的维度均与输入特征F相同。